專利名稱：光學(xué)信息讀取裝置及相關(guān)的信息讀取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)信息讀取裝置，該裝置具有用于讀出條形碼和其他一維碼，以及QR碼和其他二維碼的二維成像視場(chǎng)。此外，本發(fā)明涉及一種光學(xué)信息讀取方法。
背景技術(shù)：
通常，為了管理貨物銷售和商品庫存，在各種系統(tǒng)中廣泛地使用條形碼和其他一維碼或者QR碼和其他二維碼。為了光學(xué)地讀取這些碼，常規(guī)的光學(xué)信息讀取裝置一般具有區(qū)域傳感器，并設(shè)置為便攜型二維碼讀取裝置(即便攜式終端)，該裝置使用戶能夠進(jìn)行手工讀取操作。根據(jù)這種類型的光學(xué)信息讀取裝置，將讀取部分配備在其前端，從而使用戶能夠?qū)⒃撟x取部分設(shè)置在讀取物體上記錄或印刷的二維碼附近，該讀取物體諸如目錄，憑單和商品標(biāo)簽。在這種情況下，用戶操作觸發(fā)開關(guān)，以使讀取裝置開始對(duì)二維碼等進(jìn)行成像的圖像拾取操作和讀取(解碼)碼所拾取的圖像的讀取操作。
近年來，需要上述系統(tǒng)使用高度致密的碼，從而使許多信息碼可以記錄在有限的小區(qū)域中。為了滿足這些需要，有這樣一種趨勢(shì)，即碼讀取裝置使用像素?cái)?shù)量增加的區(qū)域傳感器來提高分辨率。但是，如果二維碼尺寸縮小，那么將會(huì)產(chǎn)生在同一成像視場(chǎng)中可能同時(shí)記錄多個(gè)碼的問題。這并不是理想的，因?yàn)闉榱俗x取用戶不想讀取的其他碼而必須進(jìn)行不必要的讀取處理。此外，當(dāng)區(qū)域傳感器的像素?cái)?shù)較大時(shí)，這種解碼處理會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間。
同時(shí)，常規(guī)的讀取裝置提供一種分區(qū)讀取模式，該模式使裝置僅能夠讀取沿縱向方向上位于區(qū)域傳感器成像視場(chǎng)的中間部分的碼。根據(jù)這種常規(guī)裝置，在讀取目標(biāo)上存在以多級(jí)圖案(multi-stage pattern)排列的多個(gè)碼的情況下(例如，參考日本專利申請(qǐng)公開第2002-92542)，可以只讀取用戶想要的碼。
此外，有另一種常規(guī)讀取裝置，該裝置將拾取圖像區(qū)域分成多個(gè)塊，從而有效地檢測(cè)拾取圖像中碼的存在區(qū)域，并在檢測(cè)到的存在區(qū)域中進(jìn)行檢測(cè)操作。根據(jù)這種常規(guī)的讀取裝置，可以縮短處理時(shí)間(例如，參考對(duì)應(yīng)于美國(guó)專利第6,678,412的日本專利申請(qǐng)公開第2000-353210)。
但是，在提供如日本專利申請(qǐng)公開第2002-92542中描述的分區(qū)讀取模式的情況下，這種模式在條形碼沿縱向方向排列的情況下非常有效。但是，如果二維碼沿左右方向彼此貼近，則出現(xiàn)的問題是，在二維空間中選擇待讀取的碼很困難。此外，有進(jìn)一步縮短處理時(shí)間的余地。根據(jù)后一種現(xiàn)有技術(shù)，其特征在于推測(cè)此碼的存在區(qū)域，在縮短處理時(shí)間方面也有改進(jìn)的余地。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種光學(xué)信息讀取裝置，該裝置能夠在二維空間中存在多個(gè)碼的情況下很容易地選擇用戶想要讀取的碼，還能夠縮短處理時(shí)間。
為了實(shí)現(xiàn)上述和其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種光學(xué)信息讀取裝置，該裝置包括圖像拾取裝置，引導(dǎo)光照射裝置，處理裝置和檢測(cè)裝置。該圖像拾取裝置具有二維成像視場(chǎng)，以記錄讀取目標(biāo)的圖像，該讀取目標(biāo)包含有記錄或印刷在其上的碼。提供引導(dǎo)光照射裝置用于將引導(dǎo)光照射到讀取目標(biāo)上，以表明讀取部分。提供處理裝置以根據(jù)圖像拾取裝置所拾取的圖像進(jìn)行碼的讀取處理。從引導(dǎo)光照射裝置射出的引導(dǎo)光標(biāo)出作為讀取部分的二維區(qū)域，該讀取部分比成像視場(chǎng)窄。提供檢測(cè)裝置以檢測(cè)引導(dǎo)光在圖像拾取裝置的成像視場(chǎng)上的照射位置。當(dāng)引導(dǎo)光示出的二維區(qū)域中存在多個(gè)碼時(shí)，處理裝置根據(jù)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果主要選擇完全包含在該二維區(qū)域中的碼作為讀取處理的目標(biāo)。
根據(jù)該裝置，將引導(dǎo)光照射裝置設(shè)置為使引導(dǎo)光照射到讀取目標(biāo)上，以標(biāo)出代表讀取部分的二維區(qū)域。用戶將讀取裝置設(shè)置在讀取目標(biāo)附近，以使該裝置讀取碼。用戶調(diào)整該裝置位置的方式使得當(dāng)記錄圖像時(shí)，在由引導(dǎo)光標(biāo)出的二維區(qū)域中得到來自讀取目標(biāo)的待讀出碼。因此，本發(fā)明使該裝置能夠容易地從讀取目標(biāo)中選擇和讀取待讀取的預(yù)期碼。
當(dāng)采集圖像時(shí)，從引導(dǎo)光照射裝置發(fā)射的引導(dǎo)光的光軸與圖像拾取裝置接收的光的光軸在物理上不一致(即相對(duì)傾斜)。因此，根據(jù)該裝置和讀取目標(biāo)之間的距離變化，引導(dǎo)光的照射位置在圖像拾取裝置的成像視場(chǎng)上移動(dòng)。另一方面，本發(fā)明提供檢測(cè)裝置，該裝置用于檢測(cè)引導(dǎo)光在圖像拾取裝置的成像視場(chǎng)上的照射位置。因此，本發(fā)明可以使讀取裝置確實(shí)采集到位于引導(dǎo)光所標(biāo)出的二維區(qū)域中且作為讀取處理目標(biāo)的碼，而不會(huì)受引導(dǎo)光照射裝置的位置的限制。此外，當(dāng)由引導(dǎo)光示出的二維區(qū)域中存在多個(gè)碼時(shí)，其中該二維區(qū)域作為讀取部分，且比成像視場(chǎng)窄，本發(fā)明的處理裝置主要選擇完全包含在二維區(qū)域中的碼作為讀取處理目標(biāo)。因此，本發(fā)明可以限制成為處理目標(biāo)的圖像區(qū)域。就可以縮短處理時(shí)間。
在這種情況下，可以安排引導(dǎo)光照射裝置，使得在沿著二維區(qū)域外圍的投影中照射具有線，線段，或點(diǎn)形狀的光，或者向二維區(qū)域的整個(gè)區(qū)域照射光，由此標(biāo)出作為讀取部分的二維區(qū)域。在任何情況下，用戶可以很容易地識(shí)別標(biāo)出為讀取部分的二維區(qū)域。
此外，本發(fā)明為上述檢測(cè)裝置提供一種實(shí)用的裝置，該檢測(cè)裝置用于檢測(cè)引導(dǎo)光在圖像拾取裝置的成像視場(chǎng)上的照射位置。最好是在引導(dǎo)光照射到讀取目標(biāo)上的情況下圖像拾取裝置采集第一圖像，并且隨后在引導(dǎo)光沒有照射到讀取目標(biāo)上的情況下采集第二圖像。檢測(cè)裝置根據(jù)第一圖像的數(shù)據(jù)來獲得引導(dǎo)光在成像視場(chǎng)上的照射位置，并判斷在第二圖像上與引導(dǎo)光的照射位置相同的位置。根據(jù)這種裝置，本發(fā)明使讀取裝置能夠利用相對(duì)簡(jiǎn)單的方案充分地檢測(cè)引導(dǎo)光在圖像拾取裝置的成像視場(chǎng)上的位置。
此外，可以對(duì)上述處理裝置進(jìn)行設(shè)置，使得由圖像拾取裝置采集的拾取圖像的區(qū)域分成多個(gè)塊，檢驗(yàn)每個(gè)圖像塊中各個(gè)像素的亮暗程度以及亮暗程度的變化，并根據(jù)檢驗(yàn)步驟的結(jié)果，通過對(duì)有關(guān)在每個(gè)圖像塊中包含至少一部分碼的可能性做出判斷來推測(cè)碼的存在區(qū)域。
利用這種裝置，本發(fā)明使讀取裝置能夠粗略地推測(cè)拾取圖像中包含的碼的存在區(qū)域。這有可能充分地減小或限制用作讀取處理目標(biāo)的區(qū)域。處理時(shí)間可以進(jìn)一步縮短。
此外，處理裝置最好只選擇由引導(dǎo)光所標(biāo)出的二維區(qū)域中所包含的圖像作為處理目標(biāo)圖像。利用這種裝置，可以縮短處理時(shí)間。此外，當(dāng)多個(gè)碼完全包含在由引導(dǎo)光標(biāo)出的二維區(qū)域中時(shí)，處理裝置最好選擇與二維區(qū)域中心位置距離最接近的碼作為讀取處理目標(biāo)。利用這種裝置，不僅可以縮短處理時(shí)間，而且讀取裝置可以確實(shí)讀取用戶想要讀取的碼。
此外，當(dāng)處理裝置不能讀取碼，并且失敗的原因是源于部分碼位于由引導(dǎo)光標(biāo)出的二維區(qū)域之外時(shí)，該處理裝置最好將處理目標(biāo)區(qū)域從該二維區(qū)域向外擴(kuò)大，然后對(duì)已擴(kuò)大的處理目標(biāo)區(qū)域再次執(zhí)行讀取處理。利用這種裝置，即使用戶相對(duì)于引導(dǎo)光對(duì)碼定位不準(zhǔn)確，也可以幾乎消除碼讀取操作中的故障(即，誤差)。此外，當(dāng)處理裝置再次執(zhí)行讀取處理時(shí)，其最好擴(kuò)大處理目標(biāo)區(qū)域，從而包括與存在區(qū)域相鄰近的區(qū)域，其中推測(cè)該存在區(qū)域含有碼。利用這種裝置，可以防止處理目標(biāo)區(qū)域被不必要地加寬，并因此可防止處理時(shí)間變得不必要地長(zhǎng)。
此外，為了實(shí)現(xiàn)上述和其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種用于光學(xué)讀取信息碼的方法，包括下面七個(gè)步驟。
第一步驟用于照射引導(dǎo)光以標(biāo)出讀取目標(biāo)上的二維讀取部分，該部分小于圖像拾取裝置的成像視場(chǎng)。第二步驟用于在引導(dǎo)光的照射下采集讀取目標(biāo)的第一圖像。第三步驟用于根據(jù)采集的第一圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)引導(dǎo)光的位置。第四步驟用于在引導(dǎo)光停止照射之后采集讀取目標(biāo)的第二圖像。第五步驟用于推測(cè)第二圖像中信息碼的存在區(qū)域。第六步驟用于當(dāng)多個(gè)碼位于由引導(dǎo)光標(biāo)出的二維讀取部分中時(shí)，僅僅選擇完全包含在二維讀取部分中的信息碼作為處理目標(biāo)。第七步驟用于只對(duì)選出的信息碼執(zhí)行解碼處理。
引導(dǎo)光在限定二維讀取部分外圍的投影中最好具有線，線段，或點(diǎn)的形狀?；蛘?，引導(dǎo)光是照射二維讀取部分的整個(gè)區(qū)域的光。
本發(fā)明的光學(xué)信息讀取方法最好還包括以下步驟根據(jù)第一圖像的數(shù)據(jù)得到引導(dǎo)光在成像視場(chǎng)上的照射位置，并判斷在第二圖像上的相同位置為引導(dǎo)光照射位置。
本發(fā)明的光學(xué)信息讀取方法最好還包括以下步驟將圖像拾取裝置采集的拾取圖像的區(qū)域分成多個(gè)塊，并檢驗(yàn)每個(gè)圖像塊中各個(gè)像素的亮暗程度以及亮暗程度的變化，并根據(jù)檢驗(yàn)步驟的結(jié)果，通過對(duì)每個(gè)圖像塊中包含至少部分信息碼的可能性做出相關(guān)判斷來推測(cè)信息碼的存在區(qū)域。
本發(fā)明的光學(xué)信息讀取方法最好還包括以下步驟選擇在由引導(dǎo)光標(biāo)出的二維讀取部分中包含的圖像作為處理目標(biāo)圖像。
本發(fā)明的光學(xué)信息讀取方法最好還包括以下步驟當(dāng)多個(gè)信息碼完全包含在由引導(dǎo)光標(biāo)出的二維讀取部分中時(shí)，選擇與二維讀取部分中心位置距離最接近的信息碼作為讀取處理目標(biāo)。
本發(fā)明的光學(xué)信息讀取方法最好還包括以下步驟在不能讀出信息碼的情況下，并且當(dāng)失敗的原因源自于部分信息碼位于由引導(dǎo)光標(biāo)出的二維讀取部分之外時(shí)，將處理目標(biāo)區(qū)域從二維讀取部分向外擴(kuò)大，然后對(duì)于擴(kuò)大的處理目標(biāo)區(qū)域執(zhí)行讀取處理。
在這種情況下，在執(zhí)行讀取處理過程中，最好擴(kuò)大處理目標(biāo)區(qū)域，從而使其包括與存在區(qū)域相鄰近的區(qū)域，其中推測(cè)該存在區(qū)域含有碼。
附圖簡(jiǎn)述由下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的，特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見，其中圖1為表示依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，在碼讀取操作中處理程序的流程圖；圖2A和2B分別為表示成像視場(chǎng)上二維碼和引導(dǎo)光之間位置關(guān)系的例子的視圖；圖3為示意性地示出依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的二維碼讀取裝置的電子布局的框圖；圖4為顯示依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的二維碼讀取裝置的機(jī)械布置的縱向橫截面視圖；圖5為說明根據(jù)讀取距離的變化使引導(dǎo)光發(fā)生位置變化的示意圖；圖6為說明依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例用于推測(cè)二維碼存在區(qū)域的處理的視圖；圖7為說明當(dāng)二維碼的圖像部分地位于讀取部分之外時(shí)，依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例擴(kuò)大的處理目標(biāo)區(qū)域的視圖；以及圖8為與圖2A和2B對(duì)應(yīng)的但表示本發(fā)明另一實(shí)施例的視圖。
發(fā)明詳述在下文參照


本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
在下文，根據(jù)參照?qǐng)D1至7本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例來說明手控型(hand-operated type)(即便攜型)二維碼讀取裝置。
圖4為示意性示出二維碼讀取裝置1的機(jī)械布置的圖，所述碼讀取裝置用作根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)信息讀取裝置。二維碼讀取裝置1包括結(jié)合在殼體2中的讀取機(jī)構(gòu)3和控制單元4(參考圖3)。裝備讀取機(jī)構(gòu)3以讀取在目錄，憑單，商品標(biāo)簽或者其他讀取目標(biāo)上記錄的如QR碼的二維碼C(參考圖2A和2B)?？刂茊卧?主要由微型計(jì)算機(jī)來安排，用以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制，并且起處理裝置的作用，所述處理裝置根據(jù)讀取機(jī)構(gòu)3(即區(qū)域傳感器)拾取的圖像數(shù)據(jù)對(duì)二維碼C進(jìn)行讀取處理(和解碼處理)。
殼體2在其近端(即，圖中的右側(cè))形成握緊部分(grip portion)，并在其前端稍微變寬。殼體2的前部也稍微向下彎曲，從而以下傾角向前延伸。殼體2的前端部具有讀取孔2a。由多個(gè)按鍵開關(guān)5a組成的按鍵輸入部分5設(shè)置在殼體2的上表面上。該按鍵輸入部分5使用戶可以選擇讀取程序并指定碼的類型。
此外，除了按鍵開關(guān)5a之外，殼體2具有用于讀指令的觸發(fā)開關(guān)6(只在圖3中示出)，該觸發(fā)開關(guān)6設(shè)置在殼體2的外表面上(例如在側(cè)面上)。例如，該觸發(fā)開關(guān)6設(shè)置為當(dāng)用戶將其按下時(shí)引起兩步動(dòng)作。盡管在后面會(huì)更詳細(xì)地說明，用戶的第一階段按下動(dòng)作(即開關(guān)的所謂半按下狀態(tài))使系統(tǒng)開始引導(dǎo)光的照射操作，用戶的第二階段按下動(dòng)作使系統(tǒng)執(zhí)行讀取操作。
此外，顯示器部分7設(shè)置在殼體2的上表面上，該顯示器部分例如安排為L(zhǎng)CD(即液晶顯示器)。這些按鍵開關(guān)5a和顯示器部分7安裝在置于殼體2中的印刷電路板8上。盡管圖中沒有示出，控制單元4也安裝在印刷電路板8上。盡管圖中沒有示出，用作電源的蓄電池也結(jié)合到殼體2中。
讀取機(jī)構(gòu)3包括區(qū)域傳感器9，圖像拾取透鏡10，多個(gè)發(fā)光LED(即發(fā)光二極管)11和多個(gè)照明用透鏡12。區(qū)域傳感器9例如安排為CCD(即電荷耦合器件)圖像拾取元件，以便用作本發(fā)明的圖像拾取裝置。圖像拾取透鏡10設(shè)置在區(qū)域傳感器9的前面。在碼讀取操作中，每個(gè)發(fā)光LED 11都用作發(fā)射光的發(fā)光源。每個(gè)照明透鏡12位于相應(yīng)的發(fā)光LED 11之前。
在這種情況下，區(qū)域傳感器9設(shè)為具有二維成像視場(chǎng)F，例如，F(xiàn)由橫向640像素×縱向480像素組成(參照?qǐng)D2A，2B和5至7)。盡管沒有詳細(xì)示出，圖像拾取透鏡10置于讀取孔2a的中心，多個(gè)照明用透鏡12置于其周圍(例如位于斜向上部分)。
利用這種裝置，用戶將讀取孔2a置于讀取物體(憑單，標(biāo)簽，目錄等)的附近，碼C記錄或印刷在該讀取目標(biāo)上，然后進(jìn)行讀取操作，即接通觸發(fā)開關(guān)6。響應(yīng)用戶的操作，系統(tǒng)使發(fā)光二極管LED 11照射讀取目標(biāo)。在這種情況下，區(qū)域傳感器9采集讀取目標(biāo)的圖像(即，進(jìn)行圖像拾取操作)。然后，根據(jù)拾取的圖像數(shù)據(jù)，控制單元4對(duì)該二維碼C執(zhí)行讀取(解碼)處理。
如圖5所示，讀取機(jī)構(gòu)3包括用作引導(dǎo)光照射裝置的引導(dǎo)光激光二極管13和泛光燈透鏡14。例如，引導(dǎo)光激光二極管13和泛光燈透鏡14設(shè)置在區(qū)域傳感器9(和圖像拾取透鏡10)的一側(cè)(例如，圖中為左側(cè))。如圖2A和2B所示，它們向讀取目標(biāo)照射引導(dǎo)光G以標(biāo)出讀取部分。
讀取部分設(shè)置為矩形二維區(qū)域，該區(qū)域小于區(qū)域傳感器9的成像視場(chǎng)F。引導(dǎo)光G是表示該二維區(qū)域的外圍(即框架)的線段光。更具體地，根據(jù)該實(shí)施例，引導(dǎo)光G由限定二維區(qū)域四個(gè)角的四個(gè)L形光部分、分別標(biāo)出該二維區(qū)域左側(cè)和右側(cè)中心的兩個(gè)T形光部分、以及標(biāo)出該二維區(qū)域的中心的交叉光部分組成。
引導(dǎo)光照射裝置(即引導(dǎo)光激光二極管13)的光軸P與區(qū)域傳感器9所接收的光的光軸O在物理上不一致(即，相對(duì)傾斜)。因此，如圖5所示，根據(jù)讀取孔2a和讀取目標(biāo)之間距離的變化，引導(dǎo)光G的照射位置在區(qū)域傳感器9的成像視場(chǎng)F上移動(dòng)。更具體地，當(dāng)讀取孔2a和讀取目標(biāo)之間的距離較短(即距離L1)時(shí)，照射的引導(dǎo)光G朝成像視場(chǎng)F的左側(cè)偏移。另一方面，當(dāng)讀取孔2a和讀取目標(biāo)之間的距離較長(zhǎng)(即距離L2)時(shí)，照射的引導(dǎo)光G朝成像視場(chǎng)F的右側(cè)偏移。
圖3是示意性示出二維碼讀取裝置1的電布局的電路圖示，所述裝置包括作為主要部件的控制單元4?？刂茊卧?將按鍵輸入部分5和觸發(fā)開關(guān)6的操作信號(hào)輸入，并控制顯示部分7?？刂茊卧?控制每個(gè)發(fā)光LED 11和引導(dǎo)光激光二極管13。
控制單元4將由區(qū)域傳感器9采集的讀取目標(biāo)的拾取圖像數(shù)據(jù)輸入，并執(zhí)行解碼處理。盡管圖中沒有示出，控制單元4還包括放大器，用于放大區(qū)域傳感器9的圖像拾取信號(hào)；以及二進(jìn)制電路，用于將傳感器信號(hào)變?yōu)槎M(jìn)制編碼數(shù)據(jù)。圖像存儲(chǔ)器15與控制單元4和區(qū)域傳感器9相連?？刂茊卧?與發(fā)聲部分16相連，該發(fā)聲部分在完成二維碼C的讀取操作時(shí)產(chǎn)生蜂鳴聲。控制單元4還與數(shù)據(jù)通信部分17相連，該通信部分經(jīng)由紅外線與外部設(shè)備進(jìn)行解碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信。
二維碼讀取裝置1利用控制單元4的軟件裝置(即執(zhí)行讀取程序)執(zhí)行下列操作。更具體地，當(dāng)用戶以半按下狀態(tài)操作觸發(fā)開關(guān)6(即響應(yīng)用戶的第一階段的按下動(dòng)作)，控制單元4激活引導(dǎo)光激光二極管13，以便將標(biāo)出讀取部分(即二維區(qū)域)的引導(dǎo)光G照射在讀取目標(biāo)上。然后，對(duì)完全按下觸發(fā)開關(guān)6做出響應(yīng)(即響應(yīng)用戶的第二階段的按下動(dòng)作)，控制單元4使區(qū)域傳感器9采集讀取目標(biāo)的圖像。圖像的采集分為兩個(gè)階段。在第一階段中，在引導(dǎo)光G照射在讀取目標(biāo)上的情況下(即，在沒有照射照明光束的情況下)，區(qū)域傳感器9采集第一圖像。然后，在第二階段中，在引導(dǎo)光G沒有照射在讀取目標(biāo)上的情況下(即，在照射照明光束的情況下)，區(qū)域傳感器9采集第二圖像。
在這種情況下，控制單元4根據(jù)第一圖像的圖像數(shù)據(jù)得到引導(dǎo)光G在成像視場(chǎng)F上的照射位置，并將在第二圖像上相同的位置當(dāng)作引導(dǎo)光G的照射位置。在第一圖像中，引導(dǎo)光G的照射位置與其他位置相比足夠亮。因此，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的亮度很容易辨別引導(dǎo)光G的位置。因此，控制單元4可以起到本發(fā)明的檢測(cè)裝置的作用。
然后，控制單元4根據(jù)第二圖像的圖像數(shù)據(jù)對(duì)二維碼C進(jìn)行讀取處理(解碼處理)。在這種情況下，根據(jù)在上述成像視場(chǎng)F中引導(dǎo)光G的檢測(cè)位置，控制單元4指定引導(dǎo)光G讀取部分(即二維區(qū)域)中所包含的二維碼C作為處理目標(biāo)。在二維區(qū)域中存在多個(gè)碼C的情況下，控制單元4主要指定完全包含在二維區(qū)域中的二維碼C作為讀取處理目標(biāo)。此外，根據(jù)該實(shí)施例，在執(zhí)行解碼處理中，控制單元4首先執(zhí)行用于推測(cè)在第二圖像中二維碼C的存在區(qū)域的處理，然后讀取推測(cè)的二維碼C存在區(qū)域中的亮和暗圖案。
盡管沒有詳細(xì)解釋，但是執(zhí)行用于推測(cè)二維碼C的存在區(qū)域的處理，如圖6和7中部分所示。即，控制單元4將拾取圖像(即第二圖像)的采集區(qū)域分成沿縱向和橫向方向排列的多個(gè)圖像塊B(即檢驗(yàn)區(qū)域)。然后，控制單元4檢驗(yàn)每個(gè)圖像塊B中各個(gè)像素的亮暗程度，以及亮暗程度的變化。然后，根據(jù)其結(jié)果(即亮和暗變化點(diǎn)的數(shù)量)，控制單元4提取較大可能含有至少部分二維碼C的圖像塊B。例如，每個(gè)圖像塊B具有16像素×16像素的尺寸。有關(guān)用于推測(cè)存在區(qū)域的處理，申請(qǐng)人已經(jīng)提出如日本專利申請(qǐng)公開第2002-304594號(hào)或者日本專利申請(qǐng)公開第2000-353210號(hào)中公開的詳細(xì)處理。
此外，根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)其進(jìn)行解碼處理時(shí)，控制單元4僅僅指定在引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域中所包含的圖像作為處理目標(biāo)圖像。當(dāng)其不能讀取(解碼)二維碼C，并且失敗的原因是源于部分二維碼C位于由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域之外時(shí)，控制單元4將處理目標(biāo)區(qū)域從二維區(qū)域向外擴(kuò)大，然后對(duì)于擴(kuò)大的處理目標(biāo)區(qū)域再次執(zhí)行讀取處理。然后，當(dāng)其再次執(zhí)行讀取處理時(shí)，控制單元4將處理目標(biāo)區(qū)域擴(kuò)大，從而使其包括與該二維區(qū)域鄰近的區(qū)域，其中該推測(cè)該二維區(qū)域包含二維碼C(參照?qǐng)D7)。
接下來，參考圖1說明上述裝置的功能。依照根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的二維碼讀取裝置1，在讀取記錄或印刷在讀取目標(biāo)上的二維碼C的過程中，用戶將殼體2的讀取孔2a朝讀取目標(biāo)移動(dòng)，在這種情況下，用戶將殼體2側(cè)面上設(shè)置的觸發(fā)開關(guān)6按壓到半按下狀態(tài)。施加到觸發(fā)開關(guān)6的這種用戶第一階段按下動(dòng)作使系統(tǒng)將引導(dǎo)光G照射到讀取目標(biāo)上，從而如上所述標(biāo)出讀取部分(即二維區(qū)域)。因此，用戶可以將預(yù)期的待讀取的二維碼C定位在由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域中，同時(shí)在視覺上確認(rèn)讀取目標(biāo)上所標(biāo)出的讀取部分。然后，用戶對(duì)觸發(fā)開關(guān)6做第二階段按下動(dòng)作。
控制單元4依照?qǐng)D1中所示流程圖執(zhí)行讀取處理。更具體地，如步驟S1所示，在引導(dǎo)光G照射到讀取目標(biāo)上的情況下(即在沒有照射照明光束的情況下)，控制單元4使區(qū)域傳感器9執(zhí)行第一圖像的采集。接著，在步驟S2中，根據(jù)采集的第一圖像數(shù)據(jù)，控制單元4執(zhí)行的處理用于獲得引導(dǎo)光G在成像視場(chǎng)F上的照射位置(即，限定讀取部分的二維區(qū)域)。這使得系統(tǒng)很容易檢測(cè)出引導(dǎo)光G的位置，即使如圖5所示，根據(jù)讀取孔2a和讀取目標(biāo)之間距離的變化使區(qū)域傳感器9所采集的引導(dǎo)光G的位置在成像視場(chǎng)F上移動(dòng)。
隨后，在步驟S3中，控制單元4使引導(dǎo)光激光二極管13停用，以停止發(fā)射引導(dǎo)光G。取而代之的是，在照明光束照射到讀取目標(biāo)的情況下，控制單元4接通發(fā)光LED 11，并使區(qū)域傳感器9采集第二圖像。在第二圖像的采集完成之后，控制單元4前進(jìn)至下一步驟S4，以執(zhí)行處理，所述處理用于推測(cè)在成像視場(chǎng)F上的讀取部分中二維碼C的圖像的存在區(qū)域(即，由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域)。在進(jìn)行該處理時(shí)，控制單元4將第二圖像的區(qū)域分成如上所述沿縱向和橫向方向排列的多個(gè)圖像塊B(參考圖6和7)，并檢驗(yàn)每個(gè)圖像塊B中各個(gè)像素的亮暗程度，以及亮暗程度的變化。例如，根據(jù)圖6中示出的例子，由粗線包圍的區(qū)域‘A’包括亮暗程度變化的像素?cái)?shù)據(jù)。因此，控制單元4推測(cè)區(qū)域‘A’作為二維碼C的存在區(qū)域。
在步驟S5中，控制單元4指定讀取部分(即，二維區(qū)域)中包含的二維碼C作為讀取目標(biāo)，并對(duì)指定的讀取目標(biāo)執(zhí)行解碼處理。僅對(duì)引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域中所包含的處理目標(biāo)圖像進(jìn)行該解碼處理。在這種情況下，第二圖像可包括多個(gè)(例如兩個(gè))二維碼C，它們位于如圖2A中所示的成像視場(chǎng)F上。在這種情況下，如果一個(gè)二維碼C完全包含在讀取部分中(即二維區(qū)域中)，則控制單元4主要指定其作為讀取處理目標(biāo)。因此，控制單元4選擇位于圖右側(cè)的二維碼C作為讀取目標(biāo)。按此考慮，當(dāng)采集的二維碼具有相同的尺寸時(shí)，控制單元4選擇在讀取部分中包含最大面積的二維碼C，并對(duì)選出的碼執(zhí)行解碼處理。
同時(shí)，根據(jù)圖2B中示出的例子，控制單元4選擇位于圖左側(cè)的二維碼C作為讀取目標(biāo)。
如上述顯而易見的，解碼處理的目標(biāo)區(qū)域不等于成像視場(chǎng)F的整個(gè)區(qū)域，并且限制為比區(qū)域傳感器9的成像視場(chǎng)F更窄的讀取部分(即，二維區(qū)域)，并且通過上述步驟S4進(jìn)一步限制為存在區(qū)域(即，圖6中由粗線‘A’表示的區(qū)域)。因此，可以相應(yīng)地縮短處理時(shí)間。
然后，在步驟S6中，控制單元4判斷對(duì)于選定的二維碼C的解碼處理是否成功。當(dāng)解碼處理成功時(shí)(即步驟S6中的是)，則控制單元4在下一步驟S9中輸出解碼數(shù)據(jù)。例如，控制單元4使顯示部分7顯示解碼數(shù)據(jù)，并且將解碼數(shù)據(jù)傳送到管理的計(jì)算機(jī)。然后，控制單元4結(jié)束圖1中所示流程圖的處理程序。另一方面，如圖7所示，存在一種情況，即由于用戶采集圖像的定位操作失敗或者其他原因，可能使二維碼C的圖像部分位于讀取部分(即二維區(qū)域)之外。在這種情況下，二維碼C部分位于處理目標(biāo)圖像之外，因此對(duì)其的解碼處理將會(huì)不成功地結(jié)束(即步驟S6中的否)。
因此，當(dāng)解碼不成功時(shí)，控制單元4前進(jìn)至步驟S7，以將處理目標(biāo)區(qū)域從目前的讀取部分(即二維區(qū)域)向外擴(kuò)大。然后，在步驟S8中，控制單元4再次執(zhí)行解碼處理，并返回到步驟S6。在步驟S7使處理目標(biāo)區(qū)域加寬的過程中，控制單元4通過有選擇地添加靠近某區(qū)域的部分來擴(kuò)大處理目標(biāo)區(qū)域，其中推測(cè)該區(qū)域包含位于該二維區(qū)域以外(即沿其周邊)的圖像區(qū)域(即圖像塊B)中的二維碼C。根據(jù)圖7中所示的例子，控制單元4通過增加部分A’來擴(kuò)大處理目標(biāo)區(qū)域，其中該部分A’由多個(gè)塊B組成，并且表示為沿讀取部分(即二維區(qū)域)的上側(cè)存在的陰影線區(qū)域。根據(jù)這種調(diào)整，控制單元4可以充分地進(jìn)行解碼處理。
因此，甚至在二維碼C相對(duì)于引導(dǎo)光G的定位不精確的情況下，除非二維碼C完全位于成像視場(chǎng)F以外，否則控制單元4不會(huì)讀不出二維碼C。此外，在再次執(zhí)行解碼處理中，控制單元4不需要廣泛地?cái)U(kuò)大處理目標(biāo)區(qū)域，以致包括不需要的區(qū)域。因此，可以防止處理時(shí)間變長(zhǎng)。
如上所述，該實(shí)施例使用引導(dǎo)光G限定比區(qū)域傳感器9的成像視場(chǎng)F更窄的二維區(qū)域，并且照射引導(dǎo)光G以標(biāo)出讀取目標(biāo)上的讀取部分。該實(shí)施例檢測(cè)引導(dǎo)光G在成像視場(chǎng)F上的照射位置，并且只選擇由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域中包含的二維碼C作為讀取處理目標(biāo)。因此，該實(shí)施例使系統(tǒng)能夠很容易選擇預(yù)期的二維碼C，該碼是用戶在二維空間中存在的多個(gè)二維碼C中想要讀取的一個(gè)。此外，該實(shí)施例使系統(tǒng)能夠限制或減小作為處理目標(biāo)的圖像區(qū)域。因此，該實(shí)施例能夠縮短處理時(shí)間。
此外，該實(shí)施例將區(qū)域傳感器9拾取的圖像區(qū)域分成多個(gè)圖像塊B。該實(shí)施例根據(jù)對(duì)于每個(gè)圖像塊B中像素的亮暗程度、以及亮暗程度變化的檢驗(yàn)結(jié)果來推測(cè)二維碼C的存在區(qū)域。因此，該實(shí)施例使系統(tǒng)能夠充分地減小作為讀取處理目標(biāo)的區(qū)域?？梢赃M(jìn)一步縮短處理時(shí)間。
此外，該實(shí)施例僅僅選擇由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域中所包含的圖像作為處理目標(biāo)圖像。但是，在讀取二維碼C失敗的情況下，該實(shí)施例將處理目標(biāo)區(qū)域向外擴(kuò)大以包括鄰近區(qū)域，并再次執(zhí)行解碼處理。因此，即使在用戶相對(duì)于引導(dǎo)光G對(duì)二維碼C的定位不準(zhǔn)確時(shí)，該實(shí)施例也可以消除該二維碼C的讀取誤差。此外，該實(shí)施例可以防止在此情況下所需的處理時(shí)間變長(zhǎng)。
圖8是顯示本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的視圖。根據(jù)該實(shí)施例，記錄或印刷在讀取目標(biāo)上的多個(gè)二維碼C設(shè)置為之間相隔距離相對(duì)較短。這些多個(gè)(在此例下子中是兩個(gè))二維碼C完全位于成像視場(chǎng)F上由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域中。在這種情況下，控制單元4指定與二維區(qū)域中心位置距離最接近的一個(gè)二維碼C作為讀取處理目標(biāo)(即圖中右邊的一個(gè))。
根據(jù)此裝置，用戶只需要將待讀取的二維碼C設(shè)置或定位在接近由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域的中心位置。因此，不僅該實(shí)施例可以減少處理時(shí)間，而且該實(shí)施例使用戶能夠確實(shí)僅完成對(duì)于意指的二維碼C的讀取處理。
根據(jù)上述實(shí)施例，在讀取二維碼C失敗的情況下，控制單元4向外擴(kuò)大處理目標(biāo)區(qū)域，以包括鄰近區(qū)域，并再次執(zhí)行碼處理。但是，在讀取操作失敗的情況下，也希望通知用戶任何讀取誤差，從而讓用戶再次進(jìn)行讀取操作。更具體地，希望僅指定完全包含在由引導(dǎo)光G標(biāo)出的二維區(qū)域中的碼作為讀取處理目標(biāo)。此外，最好提供用于測(cè)量從殼體2(即讀取孔2a)到讀取目標(biāo)之間距離(即讀取距離)的裝置。在這種情況下，例如，可以根據(jù)測(cè)得的讀取距離來修正檢測(cè)裝置，從而間接地獲得引導(dǎo)光G在成像視場(chǎng)F上的位置。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例。例如，對(duì)于引導(dǎo)光的照射圖案，也可以在投影中照射具有多條線段或多個(gè)點(diǎn)的形狀的光用于沿二維區(qū)域外圍限定的框架。也可以使用光照射整個(gè)二維區(qū)域。此外，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)信息讀取裝置并不限于用于二維碼的讀取操作，因此可以用于讀取條形碼或者其他一維碼。經(jīng)此考慮，可以在不脫離本發(fā)明要旨的條件下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的充分修改并進(jìn)行實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)信息讀取裝置，包括圖像拾取裝置(9)，具有二維成像視場(chǎng)(F)，用于采集讀取目標(biāo)的圖像，該讀取目標(biāo)包含記錄在其上的信息碼(C)；引導(dǎo)光照射裝置(13)，用于將引導(dǎo)光(G)照射到所述讀取目標(biāo)上，以標(biāo)出讀取部分；以及處理裝置(4)，用于根據(jù)所述圖像拾取裝置(9)拾取的圖像進(jìn)行所述信息碼(C)的讀取處理，其特征在于從所述引導(dǎo)光照射裝置(13)射出的引導(dǎo)光(G)標(biāo)出作為讀取部分的二維區(qū)域，該讀取部分比所述成像視場(chǎng)(F)窄，檢測(cè)裝置(4)，用于檢測(cè)所述引導(dǎo)光(G)在所述圖像拾取裝置(9)的所述成像視場(chǎng)(F)上的照射位置，以及當(dāng)由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的該二維區(qū)域中存在多個(gè)碼(C)時(shí)，所述處理裝置(4)根據(jù)所述檢測(cè)裝置(4)的檢測(cè)結(jié)果主要選擇完全包含在所述二維區(qū)域中的信息碼(C)作為讀取處理目標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)信息讀取裝置，其中所述引導(dǎo)光照射裝置(13)設(shè)置為在沿所述二維區(qū)域外圍的投影中照射具有線，線段，或點(diǎn)形狀的光，或者向所述二維區(qū)域的整個(gè)區(qū)域照射光，由此標(biāo)出作為所述讀取部分的二維區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)信息讀取裝置，其中所述圖像拾取裝置(9)在所述引導(dǎo)光(G)照射到所述讀取目標(biāo)上的情況下采集第一圖像，隨后在所述引導(dǎo)光(G)沒有照射到所述讀取目標(biāo)上的情況下采集第二圖像，以及所述檢測(cè)裝置(4)根據(jù)所述第一圖像的數(shù)據(jù)來獲得所述引導(dǎo)光(G)在所述成像視場(chǎng)(F)上的照射位置，并認(rèn)為在所述第二圖像上的相同位置為所述引導(dǎo)光(G)的照射位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息讀取裝置，其中將所述處理裝置(4)設(shè)置為將所述圖像拾取裝置(9)采集的拾取圖像的區(qū)域分成多個(gè)塊，檢驗(yàn)每個(gè)圖像塊中各個(gè)像素的亮暗程度以及所述亮暗程度的變化，并根據(jù)該檢驗(yàn)過程的結(jié)果，通過對(duì)有關(guān)在所述每個(gè)圖像塊中包含至少一部分所述信息碼(C)的可能性做出判斷來推測(cè)所述信息碼(C)的存在區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息讀取裝置，其中所述處理裝置(4)只選擇由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的所述二維區(qū)域中包含的所述圖像作為處理目標(biāo)圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)信息讀取裝置，其中當(dāng)多個(gè)碼(C)完全包含在由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的所述二維區(qū)域中時(shí)，所述處理裝置(4)選擇與所述二維區(qū)域中心位置距離最接近的信息碼(C)作為所述讀取處理目標(biāo)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)信息讀取裝置，當(dāng)所述處理裝置(4)不能讀取所述信息碼(C)，并且失敗的原因是源于部分所述信息碼(C)位于由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的所述二維區(qū)域之外時(shí)，其中該處理裝置(4)將處理目標(biāo)區(qū)域從所述二維區(qū)域向外擴(kuò)大，然后對(duì)擴(kuò)大的處理目標(biāo)區(qū)域再次執(zhí)行所述讀取處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)信息讀取裝置，當(dāng)所述處理裝置(4)再次執(zhí)行讀取處理時(shí)，其中該處理裝置擴(kuò)大所述處理目標(biāo)區(qū)域，從而使其包括與所述存在區(qū)域鄰近的區(qū)域，其中推測(cè)該存在區(qū)域包含有所述信息碼(C)。
9.一種用于光學(xué)地讀取信息碼的方法，包括以下步驟照射引導(dǎo)光(G)標(biāo)出讀取目標(biāo)上的二維讀取部分，該部分小于圖像拾取裝置(9)的成像視場(chǎng)(F)；在所述引導(dǎo)光(G)的照射下采集所述讀取目標(biāo)的第一圖像；根據(jù)采集的該第一圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)所述引導(dǎo)光(G)的位置；在所述引導(dǎo)光(G)停止照射之后采集所述讀取目標(biāo)的第二圖像；推測(cè)該第二圖像中信息碼(C)的存在區(qū)域；當(dāng)由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的所述二維讀取部分中具有多個(gè)碼(C)時(shí)，僅選擇完全包含在所述二維讀取部分中的信息碼(C)作為處理目標(biāo)；以及僅對(duì)所述選出的信息碼(C)執(zhí)行解碼處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)信息讀取方法，其中所述引導(dǎo)光(G)在限定所述二維讀取部分外圍的投影中具有線，線段，或點(diǎn)的形狀，或者所述引導(dǎo)光(G)為照射所述二維讀取部分的整個(gè)區(qū)域的光。
11.根據(jù)權(quán)利要求9至10中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息讀取方法，還包括以下步驟根據(jù)所述第一圖像的數(shù)據(jù)得到所述引導(dǎo)光(G)在所述成像視場(chǎng)(F)上的照射位置，認(rèn)為在所述第二圖像上的相同位置為所述引導(dǎo)光(G)該照射位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息讀取方法，還包括以下步驟將通過所述圖像拾取裝置(9)采集的拾取圖像的區(qū)域分成多個(gè)塊，檢驗(yàn)每個(gè)圖像塊中各個(gè)像素的亮暗程度以及所述亮暗程度的變化，以及根據(jù)所述檢驗(yàn)步驟的結(jié)果，通過對(duì)有關(guān)在所述每個(gè)圖像塊中包含至少一部分所述信息碼(C)的可能性做出判斷，以推測(cè)所述信息碼(C)的存在區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的光學(xué)信息讀取方法，還包括以下步驟選擇在由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的所述二維讀取部分中包含的圖像作為處理目標(biāo)圖像。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)信息讀取方法，還包括以下步驟當(dāng)在由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的二維讀取部分中完全包含多個(gè)信息碼(C)時(shí)，選擇與所述二維讀取部分中心位置距離最接近的信息碼(C)作為所述讀取處理目標(biāo)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)信息讀取方法，還包括以下步驟在不能讀出所述信息碼(C)的情況下，并且當(dāng)失敗的原因源自于部分所述信息碼(C)位于由所述引導(dǎo)光(G)標(biāo)出的所述二維讀取部分之外時(shí)，將處理目標(biāo)區(qū)域從所述二維讀取部分向外擴(kuò)大，然后對(duì)擴(kuò)大的處理目標(biāo)區(qū)域執(zhí)行讀取處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的光學(xué)信息讀取方法，其中在執(zhí)行讀取處理時(shí)，將處理目標(biāo)區(qū)域擴(kuò)大，從而使其包括與所述存在區(qū)域鄰近的區(qū)域，其中推測(cè)該存在區(qū)域包含所述信息碼(C)。
全文摘要
將標(biāo)出矩形讀取部分的引導(dǎo)光(G)照射到讀取目標(biāo)上，所述矩形讀取部分小于區(qū)域傳感器的成像視場(chǎng)(F)。在引導(dǎo)光(G)的照射下，控制單元使區(qū)域傳感器采集第一圖像。接著，控制單元根據(jù)采集到的第一圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)引導(dǎo)光(G)的位置。然后，在沒有引導(dǎo)光(G)照射的情況下，控制單元使區(qū)域傳感器采集第二圖像。然后，控制單元推測(cè)第二圖像中二維碼的存在區(qū)域?？刂茊卧獌H選擇完全包含在讀取部分中的碼作為處理目標(biāo)，并僅對(duì)選出的碼執(zhí)行解碼處理。當(dāng)讀取操作失敗時(shí)，控制單元擴(kuò)大處理目標(biāo)區(qū)域并再次執(zhí)行解碼處理。
文檔編號(hào)G06K7/00GK1595421SQ20041007685
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者松島猛, 渡部元秋 申請(qǐng)人:電裝波動(dòng)株式會(huì)社